九种主要茄科植物叶绿体基因组的比较及进化分析

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黑果枸杞和宁夏枸杞是我国传统的中药材,具有很重要的药用价值。本文主要进行了5个方面的分析:1.对黑果枸杞和宁夏枸杞以及其他7种茄科植物(颠茄、曼陀罗、辣椒、马铃薯、番茄、烟草、栗色球酢)的叶绿体基因组的GC含量、基因组结构、基因数目及种类进行了比较分析;2.使用黑果枸杞和宁夏枸杞的叶绿体基因组以及基因序列,进行了结构变异的鉴定;3.对黑果枸杞和宁夏枸杞以及其他7种茄科植物的叶绿体基因组进行了SSR鉴定;4.用四种方法(贝叶斯法、最大似然法、最大简约法、邻接法)对黑果和宁夏枸杞以及其他7种茄科植物,进行系统发育树的构建;5.使用PAML软件,以位点模型法,对叶绿体基因进行了正选择位点的鉴定。得到的结果如下:  1、九物种叶绿体基因组结构典型的分为四部分:一个LSC、两个IR和一个SSC;全叶绿体基因组GC含量在37.80%左右。同一分区的GC含量在不同物种中变化很小,但同一物种不同分区的GC含量差别很大,如IR区的GC含量在43.10%左右,LSC区的在35.95%左右,SSC区的在32.30.%左右,基因区的GC含量在39.75%左右高于非基因区的33.24%左右;9物种共有75个相同基因,这些基因主要为光合系统基因和生物合成基因。  2、黑果枸杞和宁夏枸杞有43个基因序列存在差异,其中33个基因只存在变异位点,2个基因只存在缺失,8个基因是因为即存在变异位点又存在缺失造成的。对这些缺失位点和变异位点进行统计,发现缺失位点高度集中在非基因区,黑果枸杞的87.44%的缺失位点发生在非基因区,宁夏枸杞所占比例更高94.73%。变异位点相比缺失位点分布比较分散,发生在基因区的比例为39.79%,在非基因区的比例为60.21%。  3、9物种的SSR在数目,种类上都有所不同,其中复合型SSR存在于黑果枸杞、颠茄、烟草、栗色球酢、马铃薯和辣椒中,这些复合型SSR比较特殊,除个别外,其余在各自所在物种中是特有的。  4、使用黑果枸杞和宁夏枸杞,以及其他7种茄科植物的叶绿体基因组进行系统发育树的重建,建树结果与Olmstead的建树结果相似,对理解黑果枸杞和宁夏枸杞在茄科植物中的进化关系具有作用。  5、基于PAML的位点模型的检测发现,茄科9物种的叶绿体基因中有3个基因(accD、ycf2、rbcL)具有正选择位点。
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